顶管顶力计算书2017.10.16(余所提供)

合集下载

顶管、沉井结构计算书(详细)

XXXX路及其配套设施建设项目（排水工程）工作井（沉井）结构计算书计算:校核:审定:XXXXX设计建设有限公司二○一二年X月目录1 目录 (2)1.1 工程概况 (3)1.2 结构计算依据 (3)1.3 顶管概况 (3)1.4 顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.5 1000mm管顶力计算 (4)1.5.1 推力计算 (4)1.5.2 壁板后土抗力计算： (4)1.5.3 后背土体的稳定计算： (5)1.6 工作井（沉井）下沉及结构计算 (5)1.6.1 基础资料： (5)1.6.2 下沉计算： (5)1.6.3 下沉稳定计算： (6)1.6.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (6)1.6.5 刃脚计算： (6)1.6.6 沉井竖向计算： (7)1.6.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (9)1.6.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (14)1.7 接收井（沉井）下沉及结构计算 (15)1.7.1 基础资料： (15)1.7.2 下沉计算： (16)1.7.3 下沉稳定计算： (16)1.7.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (16)1.7.5 刃脚计算： (16)1.7.6 沉井竖向计算 (17)1.7.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (18)1.7.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (24)1.1工程概况本工程污水管道起于XXX污水接入位置，沿XX快速路布设，汇入XXX路西侧的XX污水第一处理厂进场干管，长约1Km。

主要解决包括XXXXX地块等的污水排放，管道布设位置距道路中线7.9m,为了不影响XX路的交通，W24~W26段采用顶管穿越XXX路。

1.2结构计算依据1、测量资料、污水管道平面、纵断面设计图；2 、地勘资料（XXXX工程地质勘察队 2010年10月29日）；3、《室外排水设计规范》GB50014-2006；4 、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；5 、《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；6 、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；7 、《市政排水管道工程及附属设施》（国家标准图集06MS201）；8 、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002；9 、《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准 2007年2月；10 、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137：2002）。

顶管顶力计算书2017.10.16(余所提供)

顶管顶力、工作井及接收井计算书顶管顶力计算书一、结构计算依据1、国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程。

2、工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.0～6.0米。

3、本工程设计合理使用年限为五十年，抗震设防烈度为七度。

4、管顶地面荷载取值为：城市A级。

5、钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy′=270N/ mm2HRB400级钢筋强度设计值fy=fy′=360N/ mm2（2）砼：采用C20、C25。

（3）三级混凝土管fc=23.1N/ mm26、本工程地下水埋深为0.3～4.5m。

1、推力计算管径D 1=1.0m综合摩擦阻力 f k =5 kPa管外周长 S=3.14d=3.14×1.2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3s m /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×5+65.1= 1383.9kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算: NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 2.3120F 1799.07kN 3.19.13833.1dk 0==⨯=⨯＜F 满足要求1、推力计算管径D 1=1.2m综合摩擦阻力 f k =5 kPa管外周长 S=3.14D=3.14×1.44= 4.5216m 顶入管总长度L=75m 管壁厚t=0.1m 土的重度3s m /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=5.627m 顶管机迎面阻力164.9kN 627.51844.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.44×75×5+164.9= 1860.5kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算: NA f F p c Qd dk k 3.76137613326.2N )10001440(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 3.7613F 2418.65kN 3.15.18603.1dk 0==⨯=⨯＜F 满足要求。

顶管顶力计算书

顶管顶力计算书计算：聂石宇（中铁九局铁路工程处）混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。

1、总顶力为初始顶力与各种阻力之和F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] LF — 总顶力（ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径 q — 管周边均布载荷（ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N=13.2×3.1415926×2.1×4=348.34（ KN ）3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )245cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.2686、土的太沙基载荷系数Ce = )21BeK μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m7、管顶上方土的垂直载荷W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.059、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132 +3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN= 407.65 吨（力）使用2个400 T 千斤顶按70%效率计算T = 400 T ×2×70% = 560 吨（力）因此 T > F =407.65 吨（力）所以千斤顶配置满足要求。

顶管计算书.doc

目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、 1000 直径管涵顶力计算 (1)三、1200 直径管涵顶力计算 ( 参数取值采用1000 直径管涵顶力计算) (3)第二章工作井及接收井计算 (4)一、设计条件 (4)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (5)三、抗浮验算 (10)四、地基承载力验算 (11)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1. 国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008）。

1.2. 工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深 3.028 ～7.426 米。

1.3 钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋HPB300级钢筋强度设计值2 fy=fy ′=270N/ mmHRB400级钢筋强度设计值2 fy=fy ′=360N/ mm2（2）三级混凝土管 fc=23.1N/ mm1.4 本工程地下水埋深为0.3 ～4.5m。

二、 1000 直径管涵顶力计算2.1. 推力计算管径 D1=1.0m综合摩擦阻力根据取 f k=6 kPa管外周长S=3.14d=3.14 ×1.2= 3.768m 顶入管总长度 L=70m管壁厚t=0.1m 土的重度s18kN / m 3管道覆土层厚度 Hs=3.2m顶管机迎面阻力 N F D g2 s Hs3.141.22 18 3.2 65.1kN4 4管线总顶力计算 : F0 π D1Lf k N F=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:F dk 0.5 1 2 3 f c A p 0.5 0.9 1.05 0.85 23.1 3.14 (12002 10002 )Qd 51.3 0.79 43120215.6N 3120.2kNF0 1.3 1647.66 1.3 2141.958kN ＜ F dk3120.2kN满足要求三、 1200 直径管涵顶力计算 ( 参数取值采用 1000 直径管涵顶力计算 )3.1. 推力计算管径 D1=1.2m综合摩擦阻力 f k=6 kPa管外周长S=3.14D=3.14 ×1.44= 4.5216m顶入管总长度 L=85m 管壁厚 t=0.12m土的重度s 18kN / m 3管道覆土层厚度 Hs=7.426m顶管机迎面阻力 N F D g2 s Hs3.141.442 18 7.426 217.58kN4 4管线总顶力计算 : F0 π D1 Lf k N F=3.14×1.44×85×6+217.58= 2523.596kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:Fdk 0.5123 f c A p 0.5 0.9 1.05 0.85 23.1 3.14(14402 12002 )Qd 51.3 0.79 4 4493110.5N 4493.11kNF0 1.3 2523.596 1.3 3280.68kN ＜ F dk 4493.11kN 满足要求第二章工作井及接收井计算一、设计条件1.1 工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工 , 桩身达到设计强度后 , 再开挖基坑施工护壁成井。

顶力计算

附件：力学计算1、力学计算公式1.1、顶管顶力F N F F p +=式中 N F —顶管机头正面挤压力F —管壁摩阻力顶管机头正面挤压力：s s g F H D N ⨯⨯⨯=γ24π 式中 Dg —顶管机外径(m)γs —土的重度(kN/m 3)H s —盖层厚度(m)管壁摩擦阻力：k f L D F ⨯⨯⨯=0π式中 D 0—顶管外径(m)L —设计顶进长度(m)f k —管道外壁与土的单位面积平均摩擦阻力(kN/ m 2)，通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术的按表1确定，取11.0kN/㎡。

表1、采用触变泥浆的管外壁单位面积平均摩擦阻力f k (kN/㎡）1.2、管道允许顶力 p c Qd de A f F ⨯⨯⨯⨯⨯⨯=53215.0φγφφφ 式中 F de —混凝土管道允许顶力设计值（N ）；Φ1—混凝土材料受压强度折减系数，取0.9；Φ2—偏心受压强度提高系数，取1.05；Φ3—材料脆性系数，取0.85；Φ5—混凝土强度标准调整系数，取0.79；fc—混凝土受压强度设计值（N/mm2），Ⅲ级C50管抗压强度取32.4N/mm2；Ap—管道的最小有效传力面积（mm2），保守计算按截面的1/4计算，D3000mm管为3108600mm2，D1650mm管为940351.5mm2；γQd—顶力分享系数，取1.3。

1.3、后背允许受力本工程采用钢筋混凝土块作为后靠背。

管节能否顺利顶进与后靠背的承载力能否满足顶力要求有很大关系，因此后靠背的承受力必须满足传递最大顶的需要。

表2、土的主动和被动土压系数值本工程后靠背承受力的设计计算如下：后靠背采用高5m，宽5m素混凝土，厚50cm，配筋按照工作井第三节设计配筋执行。

⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=ppp KHhKhCKHbARγγ222式中： R—总推力的反力（一般大于顶管总推力的1.2-1.6）；A—系数（1.5-2.5），此处取2；b—后座墙的宽度，5m；γ-土的重度kN/m³；H-后座墙的高度，5m；Kp-被动土压力系数，3；C-土的内聚力，10kPa；。

顶管顶进力计算

顶管顶进力计算基本资料根据给排水专业图纸要求，本工程设计顶管共7处，设顶管工作井4座，接收井5座，工作井分别为内径为8.0m 和7.5×5.0m 两种规格，圆形井采用沉井施工，方形井采用支护开挖现浇施工，接收井分别为内径均为5.0m 和5.0×5.0m 两种规格，圆形井采用沉井施工，方形井采用支护开挖现浇施工。

根据本次工程项目的岩土工程勘察报告成果，DN1650、DN1800顶管管道主要位于素填土层和淤泥层，局部穿越填碎石、填砂、淤泥质砂土、粉质粘土。

DN1000顶管管道主要穿越粉质粘土和砾砂层。

素填土与管道的摩阻力为20kPa ，淤泥与管道的摩阻力为10kPa ，粉质粘土与管道的摩阻力为25kPa ，砾砂层与管道的摩阻力为20kPa ，当采用触变泥浆减阻后，DN1650、DN1800钢筋砼管壁与土的平均摩阻力按规程中表综合考虑后f k 按经验值取6kPa 进行计算，DN1000管道管壁与土的平均摩取12kPa 进行计算。

计算模型及公式：顶管顶力计算采用规程为《给水排水工程顶管技术规程CECS246：2008》中公式12.4.1。

01k F F D Lf N π=+（规范中公式12.4.1）式中0F ——总顶力标准值(kN)；1D ——管道的外径(m)；L ——管道设计顶进长度(m)；k f ——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m 2）；F N ——顶管机的迎面阻力（KN ），不同端口顶管机的迎面阻力按规程中表12.4.2选用公式计算所得，本次计算暂按常规的泥水平衡式大刀盘切削顶管机计算，即24F g s s N D H πγ=，其中，S H 为覆盖层厚度。

顶力计算顶管施工时采用触变泥浆减阻，本次顶管分为三种管径，每种管径取最长顶管段计算，分别为DN1650管长162m 、DN1800管205m 、DN1000管90m ，，根据不同的管径分别计算顶力总顶力标准值01k F F D Lf N π=+ 顶管机迎面阻力24F g s s N D H πγ=DN1650管道：长162mF 0=3.142×1.98×162×6+（3.142/4）×1.982×17.7×8.50=6510KNDN1800管道：长205mF 0=3.142×2.16×205×6+（3.142/4）×2.162×17.7×9.0=8931KNDN1000管道：长90mF 0=3.142×1.2×90×12+（3.142/4）×1.22×18.5×11.0=4302KN顶管管道允许顶力计算本次顶管分别采用DN1650、DN1800、DN1000顶管专用钢筋砼排水管，根据顶管工程施工规程7.4.3公式计算其允许顶力。

顶管施工顶力计算

手掘式机械顶管施工方案(节选）本工程由于顶管种类较多，本方案以单项数量较大具有代表性的D2000mmF 型Ⅲ级钢筋混凝土管为例进行施工方案的编制，我方拟定为手掘式机械项管施工。

3．1手掘式项管施工工艺流程3.1.1顶力计算与后背设计本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。

l后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。

所以，应进行强度和稳定性计算。

本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。

顶力计算推力的理论计算：F=F1十f2其中F—总推力Fl一迎面阻力F2—顶进阻力F1＝π/4×D2×P (D—管外径1.8m P—控制土压力)P＝Ko×γ×Ho式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6mγ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2F1=3.14/4×1.8×2×8＝22.608tF2＝πD×f×L式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2D—管外径1.8mL—顶距，取最大值98mF2＝3.14×1.8×0.8×98＝443.1168t。

因此，总推力F=22.608+443.1168＝465.7248t。

根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。

工作井设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力700t，主顶油缸选用2台300t(3000KN)级油缸。

每只油缸顶力控制在250t 以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。

因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

l后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。

顶管计算书

顶管计算书一、顶管顶力计算根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268中采用公式Fp=πDOLfk+NF式中Fp-—计算的总顶进阻力（KN）DO管道外径（m）1.顶进长度（m）fk管道外壁与土的单位面积平均阻力（KN∕m2）NF顶管机的迎面阻力NF=JiDg2HS∕4γ:土的容重（KN/m3）取19.5KN∕m3HS覆盖土层厚度（m）Dg顶管机外径（m）将顶进222m,管道外径2.2m,顶管机外径2.2m,珠取5KN∕m2,带入上述公式计算FP式.1415*2.2*222*5+3.1415*2.2*19.5*14.1/4=8146.6KN因此总推力大于9000KN,即大于900t可满足顶管施工。

二、顶管后背墙稳定性计算1、后背墙要求：4.5mX4.5mX0.6m（采用钢筋混凝土）；2、后背铁要求：4.5m×3.5m×0.2m（采用箱式结构）。

工作井后背的受力分析分析见图工作井后背受力分析图反力R应为总推力P的L2~L6倍,确保安全R=B(YH2KP∕2+2cHKPl∕2+γhHKP)式中：R：总推力之反力(KN)a：系数(取1.5〜2.5之间)取1.5B：后座墙的宽度取4.5米γ:土的容重(KN/m3)取20.5KN∕m3H：后座墙的高度(米) 取5米KP：被动土压系数为tg2(45c5+(∣>∕2)(|)取26。

c：土的内聚力(KPa) 取24KPah：地面到后座墙顶部土体的高度(m)取4.5米代入得：R=αB(γH2KP∕2+2cHKPl∕2+γhHKP)=L5×5×[20.5×4.52tg2(45o+26o∕2)∕2+2×24×4.5×tg(45o+26o∕2)+20.5×4.5×5×tg2(45o+26o∕2)]=7.5x(532+345+1063)=14550KN4口250T油缸总顶力10000KNR∕P=14550∕10000=l.455可确保安全工作井后背以钢筋混凝土浇筑墙体为后背墙，底板施工中应预留钢筋，后背墙钢筋与预留钢筋连接，与底板形成整体。

人工顶管顶力计算

人工顶管顶力的计算：（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。

根据经验公式：P=n P0其中：P——总顶力n——土质系数。

土质系数取值可根据以下两种情况选取：（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。

（2）土质为砂质粘性土及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取3～4。

取n 为2.0。

P0——为顶进管子全部自重。

顶进的每节管自重约为2 吨，最长段以123米计每节管长2 米，共要顶进62 节管，则P0＝2*62＝124吨。

则总的顶力为：P=n P0 ＝2.0*124＝248 吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3 倍左右的储备能力，设备顶进应力为322.4 吨, 取总的顶力F＝400 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为200 吨。

（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。

根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。

⑴工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。

根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。

大于40t/m2 时表明土质较好。

F1=S1×K1其中F1--顶管正阻力(t)S1--顶管正面积(m2)K1--顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1＝3.14*1.2*1.2*35＝158.26吨⑵管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。

根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。

F2=S2×K2其中F2—顶管侧摩擦力（t）S2—顶管侧面积（m2）K2—顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.2*123*0.5=231.74 吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段123 米计算，总顶力：F=F1+F2≈390 吨因此，取总的顶力F＝500 吨，选用两个250吨的千斤顶作为顶进动力设备。

顶管施工顶力计算

顶力计算与后背设计本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。

l后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。

所以，应进行强度和稳定性计算。

本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。

顶力计算推力的理论计算：F=F1十F2其中F—总推力Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力F1＝π/4×D2×P (D—管外径1.0m P—控制土压力)P＝Ko×γ×Ho式中 Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值6mγ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55×1.9×6＝6.27t/m2F1=3.14/4×1.0×2×6.27＝9.844tF2＝πD×f×L式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2D—管外径1.0mL—顶距，取最大值150mF2＝3.14×1.0×0.8×150＝376.8t。

因此，总推力F=9.844+376.8＝386.644t。

根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。

工作井设计允许承受的最大顶力为800t，管材轴向允许推力700t，主顶油缸选用2台300t(3000KN)级油缸。

每只油缸顶力控制在250t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力500t。

因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

l后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。

当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。

这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。

后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。

否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。

顶管顶进参数计算

顶管顶进参数计算1.1顶力计算顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。

但顶管计算的根本问题是要估计顶管的顶力。

顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。

根据《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB 50268-2008）要求，顶进阻力按下式计算：式中：F p——顶进阻力(kN)；D0——管道外径(m)；0.8m；L——管道顶进施工长度(m)，本工程中为300m；f k——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(kN／m2)，通过试验确定；对于采用触变泥浆减阻技术正常顶进时，本工程顶管地质为砾质粘土，采用注浆减阻，为1.0 kN／m2；N F——顶管机的迎面阻力(kN)，本工程采用泥水平衡顶管，。

Dg——顶管机外径（m）P——控制土压力（kPa），取400kPa。

N F=0.8×0.8×3.14×400/4=200.96KNFp=3.14×0.8×300×1.0+200.96=3215.36kNFp =3215.96kN<3500 kN（工作井允许顶力），不需加中继间1.2工作井设计顶力计算根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。

各油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。

工作井设计顶力为3500KN。

顶管管材采用钢管，强度等级Q235-B，壁厚14mm，DN800钢管圆环受力面积S1＝（3.14×0.8142-3.14×0.82）/4=0.0176 m2，DN800钢管轴向允许推力F'＝235000 kN/m2×0.0176 m2＝4136 kN；总推力3215.36 kN<工作井能承受最大顶力3500kN<管材轴向允许推力4136 kN，因此，油缸总推力为3500kN。

顶管计算书(精编文档).doc

【最新整理，下载后即可编辑】目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、1000直径管涵顶力计算 (1)三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) (4)第二章工作井及接收井计算 (5)一、设计条件 (5)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (7)三、抗浮验算 (12)四、地基承载力验算 (13)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1.国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008）。

1.2.工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.028～7.426米。

1.3钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy′=270N/ mm2HRB400级钢筋强度设计值fy=fy′=360N/ mm2（2）三级混凝土管fc=23.1N/ mm21.4本工程地下水埋深为0.3～4.5m。

二、1000直径管涵顶力计算2.1.推力计算管径D=1.0m1综合摩擦阻力根据取 f k =6 kPa管外周长 S=3.14d=3.14×1.2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3sm /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφkN 2.3120F 2141.958kN 3.11647.663.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算)3.1.推力计算管径D 1=1.2m 综合摩擦阻力 f k =6 kPa管外周长 S=3.14D=3.14×1.44= 4.5216m 顶入管总长度L=85m 管壁厚t=0.12m 土的重度3sm /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=7.426m 顶管机迎面阻力217.58kN 426.71844.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.44×85×6+217.58=2523.596kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 11.44934493110.5N )12001440(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 11.4493F 3280.68kN 3.1596.25233.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求第二章工作井及接收井计算一、设计条件 1.1工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工,桩身达到设计强度后,再开挖基坑施工护壁成井。

顶管顶力计算书

顶管顶力计算书计算：聂石宇（中铁九局铁路工程处）混凝土管的口径d=1800mm,壁厚t=150mm,管外径bc=2.1m,每米管的重力w=18.63kn/m,土的容重γ=18kn/m3，内摩擦角ф=15o，土的内聚力c=10kpa,管与土的粘着力c′=10kpa,标准贯入数n=4,复土深度h=6m，顶程l=30m。

1.总顶推力是初始顶推力和各种阻力之和，f=F0+[（πBCQ+W）μ′+πbcc′]lf―总顶力（kn）f0―初始顶力bc―管外径q―管周边均布载荷（kpa）μ′―管与土之间的摩擦系数2.初始顶推力F0=13.2πBCN=13.2×3.1415926×2.1×4=348.34（kn）3.开挖直径BT=BC+0.1=2.1+0.1=2.2m?1?sin(45??）2]4、管顶的扰动宽度be=bt[? cos（45？？）21.61=2.2×（）=4.48米0.795、土的摩擦系数μ=tgφ=tg15o=0.2686、土的太沙基载荷系数行政长官=2k?11（h)]=?[1-0.487][1-e?2k?be0.120（)be=4.275m7、管顶上方土的垂直载荷we=(γ-2c2？10） ce=（18-）×4.725=57.87（kpa）be4。

488.冲击系数I=0.65c01h=0.65c0。

6 = 0.059. 地面动荷载p=2p'(1?i)2?100?(1?0.05)210==6.25kpa?b(a?2htg?)2.75?(0.2?2?6?tg450)33.5510、管周边的均布载荷q=we+p=57.87+6.25=64.12kpa? 15011.管道与土壤之间的摩擦系数μ1=tg=tg=0.1322212、总顶力f=f0+[（πbcq+w）μ′+πbcc′]l=348.34+[（3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132+三点一四一五九二六×两点一×10]×30=4076.44kn=407.65吨（力）使用两个400t千斤顶，按70%效率计算t=400t×2×70%=560吨（力）因此t>f=407.65吨（力）因此，插孔配置符合要求。

顶管顶力技术计算

南水北调济南市市区续建配套工程东湖水库输水工程（三标段）济广高速顶管技术指标计算批准：王海滨审核：左兆杰编制：姚中瑞青岛瑞源工程集团有限公司东湖水库输水工程输水管线施工Ⅲ标项目部2016年10月10日目录一、工程简介.................................................... - 1 -二、施工方案.................................................... - 3 -三、顶力计算.................................................... - 4 -四、结论........................................................ - 7 -一、工程简介1、位置现状济广高速为双向4车道高速路，现在正在实施拓宽工程，加宽至双向8车道，路面高程约为28.40m。

工程位置处道路两侧现状为农田，路基高度约为3.3m。

济广高速顶管段管道桩号范围为16+558-16+708，顶管长度为150m。

管线与济广高速中心线交角为81.4°。

顶管段管道中心线高程为18.20m。

2、水文根据地勘资料，工程位置处勘查期间地下水位为19.86—20.07m，设计管顶高程为18.71m，位于地下水位以下。

工程位置处现状有现状雨水管道等市政管线，但因该处为顶管施工，埋深较大，其他管线不影响顶管施工。

3、地质情况济广高速顶管穿越地层主要为⑤层壤土和⑥1层粘土，局部涉及到①1层壤土、②层轻壤土、②1层(裂隙)粘土、④层壤土和④1层粘土，地质情况良好。

①1层壤土(Q4al)：黄褐色，稍湿，可塑，局部硬塑，局部粉粒含量较高，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应无；该土层仅在ZK17、ZK35、ZK36、ZK37以及青银高速、济广高速顶管钻孔中揭露，层厚1.2~3.8m，平均层厚2.75m，层顶标高19.39~25.72m。

顶管顶力计算

工程概况：F=F 1+F 2p17:(7.4.1-1)F 1=πＤ*L′*fp17:(7.4.1-2)上式中：F —总顶力(KN)D —管外径(m)1.62（m)L′—管道顶进长度(m)600（m)F １—管外壁与土层摩阻力（KN)F ２—顶管机迎面阻力（KN)f—管外壁与土层平均摩阻力（Kpa)4.00KN/m2F1=πＤ*L′*f =12208.32（KN)F ２=π/4*D ′2*R 1658.93（KN)式中D′—顶管机外径(m) 1.64（m)R 1—顶管机下部1/3处被动土压力（KN/m2)R 1＝γ(H+2/3*D)tg 2（45oH－管顶土层厚度（F=F 1+F 22、钢管允许顶F ds =K ds f s A pF ds －钢管允许顶力（Ｎ）k ds -钢管综合系数，一般可取=0.277；顶管长度小于300m，且土层均匀时可取0.3460.346f s －钢管轴向抗压强度设计值（N/mm 2)215（M pa)A p －管道的有效传力面积（mm 2)130134.16（mm2)顶管壁厚（mm)26（mm)F ds =K ds f s A p =9680680.16（Ｎ）顶管顶力计算顶管为钢管，直径1620，以工作井壁为后背，泥水平衡方式顶管。

1、管道总顶力按下式估算：(顶管施工规程DG∕TJ 08-2049-2016 )3、中继间设置第一道中继间的间距计算（按60%中继间顶力计算）Ｓ′=k(F 3-F 2)/(πDf)p 19:(7.5.3式)式中：Ｓ′－中继间的间隔距离（m)k—顶力系数，宜取0.5~0.6F 2—顶管机迎面阻力（KN)F 3-控制顶力（KN)D－管道外径（m)f－管外壁与土层平均摩阻力（Kpa)Ｓ′=k(F 3-F 2)/(πDf)取第一道中继间布置位置Ｌ１后续中继间间距按80%中继间顶力计算，后续中继间顶推时，取F2＝0。

⊿Ｓ=k(F 3-F 2)/(πDf)式中：⊿Ｓ－中继间的间隔距离（m)k—顶力系数，据经验取0.80.8F 2—顶管机迎面阻力（KN)0（KN)F 3-控制顶力（KN)3000（KN)D－管道外径（m)1.62（m)f－管外壁与土层平均摩阻力（Kpa)4.00（Kpa)⊿Ｓ=k(F 3-F 2)/(πDf)=117.95（m)中继间的数量n计算：（取整数）n =（L ′-Ｌ１）/⊿Ｓ钢管允许顶力9680KN ，工作井允许顶力3000KN 。

顶管施工顶力及允许土抗力计算

1、后座反力计算忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上，为确保后座在顶进过程中的安全，后座的反力或土抗力R应为的总顶进力P的1。

2～1.6倍，反力R采用下式计算:式中：R——总推力之反力，kN；α——系数，取α=1。

5～2。

5，计算中取2。

B—-后座墙的宽度，取5m;γ—-土的容重，kN/m3;H——后座墙的高度，取4m；Kp—-被动土压系数，）2/45（tanKp2ϕ+=；c-—土的内聚力，kPa；h——地面到后座墙顶部土体的高度,见表1.井号基坑尺寸坑深(m）后背墙高（m）墙顶到地面的高h（m）W1、Y1 平面异形面积127m27.91843。

918W3、Y3 9mx9m 7。

99 3.99W6、Y5 9mx9m 8。

132 4.132 W9、Y7 9mx9m 8.258 4.258 W11、Y9 9mx9m 8。

366 4.366 Y'2 9mx5m 5.492 1。

492 Y旧2 9mx5m 6.681 2。

681 W旧2 9mx5m 6。

234 2。

234 W’3、Y'5 9mx9m 6。

748 2。

748（1）工作基坑W1、Y1的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层，C=9.15kPa，γ=19。

1 kN/m3，φ=15.07°.将数据代入公式：R=8637。

9KN（2）工作基坑W3、Y3的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层，C=9。

15kPa，γ=19.1 kN/m3,φ=15。

07°将数据代入公式：R=8744。

4KN（3）工作基坑W6、Y5的后背墙反力计算管道所在的土层为粉质粘土层,C=9。

15kPa，γ=19。

1 kN/m3，φ=15。

07°将数据代入公式：R=8913.2KN（4）工作基坑W9、Y7的后背墙反力计算管道所在的土层为淤泥质粘土层，C=10。

14kPa,γ=17。

顶管计算书

顶管计算书(共12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 ....................... 错误!未定义书签。

第一章顶管顶力计算书.......................................... 错误!未定义书签。

一、结构计算依据............................................ 错误!未定义书签。

二、1000直径管涵顶力计算 ........................... 错误!未定义书签。

三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) .................................................................. 错误!未定义书签。

第二章工作井及接收井计算 .................................. 错误!未定义书签。

一、设计条件.................................................... 错误!未定义书签。

二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算错误!未定义书签。

三、抗浮验算.................................................... 错误!未定义书签。

四、地基承载力验算........................................ 错误!未定义书签。

顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章顶管顶力计算书一、结构计算依据.国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008）。

.工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深～米。

顶管施工计算书

顶管施工计算书计算依据：1、《顶管施工技术及验收规范》2、《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-20083、《混凝土结构设计规范》GB50010-20105、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008一、基本参数工作坑后座墙示意图二、土层参数土的重度γ(kN/m3) 19 土的内聚力c(kPa) 40土的内摩擦角φ(°) 30 被动土压力系数K p 3F=K pγH1B(h5+2H+h6)/(2η)=3×19×10.44×3×(5+2×3+1)/(2×1.5)=7140.96 kN三、管道参数管材类型混凝土管道管道尺寸(mm)：【外径DX壁厚t】1000X250 管道最小有效传力面积A(m2) 1.8 顶力分项系数γd 1.3管材受压强度折减系数φ1 0.9 偏心受压强度提高系数φ2 1.05管材脆性系数φ3 0.85 混凝土强度标准调整系数φ5 0.79管材受压强度设计值fc(N/mm2) 14.3管道管道许用顶力：[Fr]=0.5φ1φ2φ3f c A/(φ5γd)=0.5×0.9×1.05×0.85×14.3×1800/(0.79×1.3)=10066.044KN四、主顶工作井顶进井布置设置中继间主顶工作井千斤顶吨位Pz(kN) 2000主顶工作井千斤顶个数n z 4 主顶工作井千斤顶液压作用效率系数ηh0.7管道外壁与土的平均摩擦力fk(kN/m2) 5 挤压阻力R(kN/m2) 400f总顶力：P=πDLf k+N f=3.14×1×170×5+562.688=3231.688KN主顶工作井的千斤顶顶推能力：Tz=ηh n z P z=0.7×4×2000=5600KN五、中继间中继间平均周长C(mm) 4200 中继间千斤顶液压作用效率系数ηh0.8第N个中继间到顶管机端部距离S i(m) 中继间净距L i(m) 千斤顶吨位P i(kN)单个油缸的作用面积A i(mm2)千斤顶台数n1 20 20 800 50000 102 50 30 850 50000 10J1i k f=3.14×1×20×5+562.688=876.688 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×800=6400 kNP J1=876.688 kN ≤T=6400 kNP J1=876.688 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J1/(nηh A i)=876.688/(10×0.8×0.05)=2191.72 kPa千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第2个中继间顶推力：P J2=πDL i f k=3.14×1×30×5=471 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×850=6800 kNP J2=471 kN ≤T=6800 kNP J2=471 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J2/(nηh A i)=471/(10×0.8×0.05)=1177.5 kPa 千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第3个中继间顶推力：P J3=πDL i f k=3.14×1×40×5=628 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×900=7200 kNP J3=628 kN ≤T=7200 kNP J3=628 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J3/(nηh A i)=628/(10×0.8×0.05)=1570 kPa千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第4个中继间顶推力：P J4=πDL i f k=3.14×1×50×5=785 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×950=7600 kNP J4=785 kN ≤T=7600 kNP J4=785 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J4/(nηh A i)=785/(10×0.8×0.05)=1962.5 kPa 千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm主顶工作井顶推力：P=max{ P J1，P J2，P J3，P J4，πD*(L-S N)f k }=max{ 876.688，471，628，785，3.14×1×30×5 }=876.688 kNP =876.688 kN≤T z =5600 kNP =876.688 kN≤[F r] =10066.044 kN满足要求！六、注浆压力计算h0=D(1+tan(45°-φ/2))/(2tanφ)=1×(1+tan(45°-30°/2))/(2×tan30°)=1.366 mPA=γw H z1+γh0=10×0.005+19×1.366=26.004 kPa七、导轨间距112200+50)×( 200-50))0.5+150=864 mm。